Was ist eine PIN-Photodiode?
Was ist eine PIN-Photodiode?
PIN-Diode
Eine PIN-Photodiode ist ein Art von Lichtdetektor, der optische Signale in elektrische Signale umwandeln kann. Diese Technologie wurde Ende der 1950er Jahre entwickelt. Die Diode besteht aus drei unterschiedlichen Regionen.
Sie enthält eine p-Region, eine intrinsische Region und eine n-Region. Die p-Region und die n-Region sind im Vergleich zu Standard-pn-Dioden stärker dotiert. Zudem ist die intrinsische Region breiter als die Raumladungszone einer normalen pn-Schicht.
Die PIN-Photodiode arbeitet mit einer angewendeten Rückwärtsvorrichtungsspannung. Wenn die Rückwärtsvorrichtungsspannung angewendet wird, muss die Raumladungszone die intrinsische Region vollständig abdecken. Elektron-Loch-Paare werden in der Raumladungszone durch die Photonenabsorption erzeugt. Die Schaltgeschwindigkeit der Frequenzantwort der Photodiode ist umgekehrt proportional zur Lebensdauer der Ladungsträger.
Die Schaltgeschwindigkeit kann durch eine kurze Lebensdauer der Minderheitsladungsträger verbessert werden. In Photodetektoranwendungen, bei denen die Antwortgeschwindigkeit entscheidend ist, sollte die Depletionsregion so weit wie möglich vergrößert werden, um die Lebensdauer der Minderheitsladungsträger zu verringern und damit die Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen. Dies kann durch die Einführung einer intrinsischen Region in der PIN-Photodiode erreicht werden, wodurch die Breite der Raumladungszone größer wird. Das Diagramm einer normalen PIN-Photodiode ist unten dargestellt.
Eine Avalanche-Photodiode (nicht zu verwechseln mit einer Avalanche-Diode) ist eine Art von Lichtdetektor, der Signale in elektrische Signale umwandeln kann. Pionierarbeit an der Entwicklung der Avalanche-Diode wurde hauptsächlich in den 1960er Jahren geleistet. Die strukturelle Konfiguration der Avalanche-Photodiode ist sehr ähnlich zur PIN-Photodiode. Eine PIN-Photodiode besteht aus drei Regionen:
P-Region,
Intrinsische Region,
N-Region.
Der Unterschied besteht darin, dass die angewendete Rückwärtsvorrichtungsspannung sehr groß ist, um Stöße ionisieren zu lassen. Für Silizium als Halbleitermaterial benötigt eine Diode zwischen 100 und 200 Volt. Zunächst werden durch die Photonenabsorption in der Depletionsregion Elektron-Loch-Paare erzeugt. Diese zusätzlichen Elektron-Loch-Paare werden durch Stöße ionisiert und schnell aus der Depletionsregion entfernt, was zu sehr kurzen Durchgangszeiten führt.
